Графит УМ-4

Серия материалов УМ-4 производится на основе терморасширенного графита (ТРГ) — продукта химической и термической модификации природного кристаллического графита. Материал не содержит органических наполнителей, смол и асбеста, что определяет его инертность в широком диапазоне рабочих сред.

Производство терморасширенного графита ТРГ

Сырьём служит природный чешуйчатый графит с содержанием углерода не менее 98–99 % и крупностью частиц 80–150 мкм. Технологический процесс состоит из двух основных стадий.

Интеркаляция. Исходный графит обрабатывается в кислой среде — серной или азотной кислотой в присутствии окислителя (перманганат калия, перекись водорода). Ионы кислотных остатков внедряются между графеновыми слоями, образуя интеркалированное соединение графита. Полученный продукт промывают и сушат.

Термическое вспучивание. Интеркалированный графит подвергают кратковременному нагреву до ~1000 °С при высокой скорости подъёма температуры (порядка 500 °С/с). Резкое разложение введённых соединений сопровождается выделением газов, которые расслаивают кристаллиты: объём частиц возрастает в 200–400 раз. Готовый ТРГ представляет собой пористый порошок с червеобразными частицами, минимальным содержанием серы и развитой удельной поверхностью.

Из ТРГ методом прокатки (без связующих) получают гибкую графитовую фольгу плотностью 0,7–1,8 г/см³, которая служит основой для всего ассортимента изделий серии УМ-4. При необходимости фольга армируется металлической перфорированной лентой.

Физико-химические свойства графита УМ-4

Рабочие температуры

Температурный диапазон существенно зависит от химического состава рабочей среды. Ниже приведены типовые значения для изделий из ТРГ:

Среда	Рабочая температура
Окислительная (воздух, кислород)	от −200 °С до +450 °С (высокочистые марки — до +550 °С)
Водяной пар	до +650 °С
Инертная среда, вакуум	от −200 °С до +1200 °С

Нижний предел (до −200 °С) достигается без изменения уплотнительных характеристик — материал не охрупчивается при криогенных температурах.

Рабочее давление

Допустимое давление определяется конструкцией изделия:

• неармированные прокладки и листы — до 6 МПа;
• армированные прокладки (перфорированная нержавеющая лента) — до 12 МПа;
• армированные прокладки с обтюраторами и высокоплотные конструкции — до 40 МПа.

Химическая стойкость

ТРГ химически инертен к большинству промышленных сред: воде, пару, нефтепродуктам, природному газу, органическим растворителям, разбавленным кислотам (кроме сильных окислительных), слабым щелочам, растворам солей, криогенным жидкостям, водороду и аммиаку.

Ограничения. Материал не применяется в следующих средах:

• серная кислота концентрацией выше 60 %;
• азотная кислота концентрацией выше 10 %;
• хромовая кислота и расплавы хроматов;
• концентрированные растворы щелочных и щелочноземельных металлов;
• расплавы солей алюминия;
• сильные окислители в концентрированных формах.

При температуре свыше +400 °С в окислительной атмосфере рекомендуется использовать армированные исполнения с внутренним металлическим обтюратором, ограничивающим контакт графита с кислородом воздуха.

Механические и уплотнительные характеристики

Уплотнительные свойства ТРГ обусловлены высокой пористостью (до 90–98 % у исходного порошка) и анизотропной структурой прессованных изделий. После обжатия материал пластически деформируется и заполняет микронеровности сопрягаемых поверхностей, в том числе дефектных фланцев. Упругость сохраняется после снятия нагрузки — прокладка не проседает в ноль и остаётся пригодной для переборки соединения. Коэффициент трения низкий, что снижает износ валов и штоков в сальниковых узлах.

Изделия из графита УМ-4: виды и форма поставки

На основе фольги УМ-4 выпускается следующий ассортимент изделий:

Изделие	Конструктивные особенности
Листовой материал и фольга	Неармированный и армированный (перфорированная нержавеющая лента 08Х18Н10Т и аналоги), толщина 0,8–5,0 мм
Плоские прокладки	Кольцевые и фасонные, с обтюраторами и без, по ГОСТ 28759, ГОСТ 12815 и нестандартным размерам
Спирально навитые прокладки (СНП)	Металлическая лента чередуется с графитовым наполнителем; рабочий диапазон до 600 °С и 25 МПа
Лента уплотнительная	Для обмотки резьбовых соединений и набивки сальников
Шнур и набивка	Плетёные и монолитные, для сальниковых камер арматуры и насосов

Материалы серии УМ-4 поставляются по техническим условиям производителя. Класс материала (графитовая фольга и изделия на её основе) регулируется ГОСТ 34708-2021. Графитно-сальниковая набивка из ТРГ рассмотрена подробнее в отдельном разделе каталога.

Применение графитовых уплотнений УМ-4 в промышленном оборудовании

Трубопроводная арматура и фланцевые соединения

Прокладки и набивки из УМ-4 устанавливаются в задвижки, вентили, затворы, клапаны и фланцевые соединения трубопроводов, работающих в широком диапазоне давлений и температур. Плоские армированные прокладки применяются в соответствии с типом уплотнительной поверхности фланца (гладкая, «выступ-впадина», «шип-паз»). Неармированные прокладки пригодны для уплотнения стеклянных, эмалированных и гуммированных фланцев, где применение металлических армирующих элементов недопустимо.

Насосы и сосуды давления

Сальниковые набивки из ТРГ применяются в центробежных и вихревых насосах, насосных агрегатах для горячей воды, пара и агрессивных жидкостей. Самосмазывающие свойства графита позволяют работать без принудительной смазки на высокоскоростных машинах. В сосудах высокого давления используются армированные прокладки с обтюраторами, обеспечивающие надёжное уплотнение при перепадах давления и температурных циклах.

Изделия из УМ-4 полностью заменяют асбестосодержащие уплотнения там, где применение асбеста ограничено или запрещено. По сравнению с паронитом, графитовые прокладки превосходят его по температурному диапазону, сжимаемости и химической инертности.

Подробно о применении графита УМ-5 — материала смежной серии с повышенным содержанием углерода.

Поставка графита УМ-4

Материалы серии УМ-4 поставляются в форме листов, рулонной ленты, готовых прокладок, шнура и набивки. Возможно изготовление прокладок по чертежам заказчика любой конфигурации: кольцевые, овальные, с перемычками для теплообменников. Минимальная сторона при нестандартных размерах согласовывается по запросу.